(57)【要約】 【課題】清涼飲料水など嗜好飲料の凍結保存に好適な急速凍結方法及び急速凍結氷を提供する。【解決手段】試料を２℃まで予冷した後、温度降下推移を連続的に測定した。開始温度（２℃）と試料温度との温度差（ｄＴ）が、開始温度（２℃）と冷媒温度との温度差（ΔＴ）の９０％（ｄＴ＝０．９×ΔＴ）に至るまでの時間ｄｔを測定し、温度降下速度（ｄＴ／ｄｔ）とした。濃度差特性、融解開始時間特性ともに、いずれの冷媒温度レベルについても、ｄＴ／ｄｔ≧０．０２（℃／ｓｅｃ）以上の条件では、変化量が小さくなることが分かった。さらに、０．０９（℃／ｓｅｃ）以上の条件では、特にその傾向が顕著であることが分かった。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖質成分を含む水溶液を急速凍結する方法であって、
該水溶液の温度降下速度（ｄＴ／ｄｔ）が、０．０２℃／ｓｅｃ以上となるように冷却することを特徴とする糖質成分を含む水溶液の急速凍結方法。
【請求項２】
前記温度降下速度が、０．０９℃／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１に記載の糖質成分を含む水溶液の急速凍結方法。
【請求項３】
前記水溶液の糖質成分濃度が、５乃至２０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の糖質成分を含む水溶液の急速凍結方法。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の急速凍結方法により製造された急速凍結氷。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は糖質水溶液の急速凍結方法及び急速凍結氷に関し、特に、清涼飲料水など嗜好飲料の凍結保存に好適な急速凍結方法及び急速凍結氷に関する。
【背景技術】
【０００２】
清涼飲料水などを冷蔵庫等で凍結させると、添加物による凝固点降下により、ボトル外側と中心部で生成する氷に濃度分布が生じる。また、氷が融解する際には最初に高濃度の溶液となり、時間とともに濃度が低い溶液となる。このため、凍結された飲料を溶かしながら飲む場合に、時間経過とともに味が変化してしまうという問題がある。
添加物を均一に含んだ氷の製造方法として、例えば特許文献１による方法が提案されている。この方法による均一氷製造装置１００は、図１０に示すように、冷媒配管１０２が周囲に配置されたステンレス製の冷凍容器１０１に冷凍液１０３を満たし、この中に製氷容器１０４を浮かべる。製氷容器１０４内に、予め加熱した水に対象添加物を加えて調製した原料液１０６を入れ、冷凍容器１０１の下部に配置したモータ１０５により、冷凍容器１０１を回転させて冷凍液１０３を流動させる。この状態で製氷容器１０４を約４〜５時間冷凍液に浸けることにより、容器中の原料液１０６を凍結させるものである。
【０００３】
また、急速冷凍により均一濃度の氷を製造する技術として、例えば特許文献２が公知である。この技術による機能性氷（急速凍結氷）の製造方法は、一又は複数の溶液をそれぞれ別個に急速凍結して氷粒を製造し、その後、その氷粒を別の液体に浸漬した状態で凍結させることにより、個々の成分が独立に包摂された状態の氷をつくるものである。具体的には、機能性氷製造装置２００は、図１１（ａ）に示すように、氷液体窒素を満たした槽２０１に、槽の内寸よりやや小さい金属製の籠２０２が嵌め込まれている。槽２０１の上には滴下用のノズル２０３が複数設置してあり、液体タンク２０４に収納された液体（塩素水）を籠２０２に滴下して、塩素水氷の細粒を製造する。次いで、同図（ｂ）に示すように、凹部を複数持つ製氷皿２０６を製氷庫に設置し、先に製造した塩素水の氷粒を凹部に縁まで充填する。凹部中央に穴の開いた蓋２０５をのせ、予め０℃に冷却した塩素水をその穴から注ぎ、細粒の隙間を全て塩素水で埋めるようにし、完全に氷結するのを待って凹部から氷塊を取り出すものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１１６号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法によれば均一な氷ができるものの、製造に長時間を要するという問題がある。
一方、特許文献２の方法によれば、緩慢冷凍により得られる氷と比較して溶質が均一に分布するという特徴がある。また、過冷却の状態にあるため解凍開始時期が遅れ、氷の状態でいる時間が長いという特徴がある。しかしながらこの方法は、高濃度に溶質を包摂した氷あるいは複数の成分を隔離して包摂し、融解時に混合反応させて機能を発揮させる氷を製造することを目的とするものであり、また、工程が複雑であるため、嗜好飲料等の簡易な急速冷凍としては不適である。さらに、具体的な温度降下速度についての開示もない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者らは鋭意研究の結果、最適凍結方法を見出し、試験により確認して本発明を完成した。本発明は以下の内容を要旨とする。
すなわち、本発明に係る糖質水溶液を急速凍結する急速凍結方法は、
（１）糖質成分を含む水溶液を急速凍結する方法であって、該水溶液の温度降下速度（ｄＴ／ｄｔ）が、０．０２℃／ｓｅｃ以上となるように冷却制御することを特徴とする。
本発明において、「糖質」とは、アルデヒド基またはケトン基を持つ多価アルコールであって、単糖 、少糖（オリゴ糖）、多糖、糖の誘導体を含む概念である。
本発明による急速凍結方法としては、例えば超低温冷媒（例えばＬＮＧ）槽内に対象とする糖質成分を含む水溶液を充填した容器を浸し、上記温度降下速度となるように冷媒量、容器の内容積・材料、厚さ等を選定することにより、実現可能である。
また、工業的、連続的に製造する方法としては、例えばベルトコンベア上を流れる水溶液を充填した容器に、超低温冷媒を吹き付けることにより実現可能である。
【０００７】
（２）より好ましくは、冷却速度が０．０９℃／ｓｅｃ以上であることを特徴とする。
（３）前記糖質水溶液が、５乃至２０％であることを特徴とする。
コーヒー、清涼飲料、ジュース・果汁入り飲料、スポーツドリンク等の嗜好飲料については、糖質濃度が５−２０％であることが一般的であり、本発明に好適である。
また、本発明に係る急速凍結氷は、
（４）上記（１）乃至（３）に記載の急速凍結方法により製造した急速凍結氷である。
【発明の効果】
【０００８】
上記各発明により凍結させた対象物は常温環境下で融解していくが、溶液濃度を常に均一に維持することができる。このため、例えば飲料に用いた場合、凍結前の飲料とほぼ変わらない味わいを楽しむことができる。  
従来の製法により製造された氷と比較して、融解開始時間が遅いという特徴を有することから、凍結保存時に一時的な入熱があったとしても、品質維持を保つことができる。
本発明により製造された氷を、溶液に浮かべることで冷却効果を維持しつつ、濃度がほぼ一定の風味を楽しむことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１，２の試験装置概要を示す図である。
【図２】温度降下速度の概念を説明する図である。
【図３】実施例１（８％しょ糖水溶液）における濃度差特性（温度降下速度と溶け始めと溶け終わりの濃度差の関係）を示す図である。
【図４】同上の融解開始時間特性（温度降下速度と溶け始めるまでの時間の関係）を示す図である。
【図５】実施例１における濃度差特性の試料容器タイプごとの詳細を示す図である。
【図６】同上融解開始時間特性の試料容器タイプごとの詳細を示す図である。
【図７】実施例２（１０％しょ糖水溶液）における濃度差特性及び融解開始時間特性を示す図である。
【図８】実施例２（１５％しょ糖水溶液）における濃度差特性及び融解開始時間特性を示す図である。
【図９】実施例２（２０％しょ糖水溶液）における濃度差特性及び融解開始時間特性を示す図である。
【図１０】従来の均一凍結装置１００を示す図である。
【図１１】従来の急速凍結装置２００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る急速凍結方法の実施例について、図１乃至７を参照してさらに詳細に説明する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施例に限定されないことはいうまでもない。
【実施例１】
【００１１】
＜温度降下速度と凍結特性の関係＞
温度レベルの異なる種々の冷媒を用いることにより熱伝達を変えて、温度降下速度、生成する凍結氷の特性を比較評価した。
（試験装置）
図１に試験装置１の概要を、表１に試料・冷媒タイプ・試料容器の仕様を示す。
試料４（８％しょ糖水溶液、１００ｍＬ）を注入した試料容器３を、冷凍容器２に配置する。次に、冷凍容器２内に冷媒５を入れて、試料容器３を冷媒５に浸たす（液冷媒の場合のみ）。さらに、試料容器３を所定温度（−１０℃又は−３５℃）の恒温室２内に収容する（但し、ＬＮＧについては安全性を考慮して屋外に設置）。冷媒タイプと試料容器タイプの組み合わせにより、試料４の温度降下速度を調整可能に構成してある。温度降下の推移を測定できるように、試料容器３の中央部に熱電対６を配置した。
【００１２】
（試験方法）
（ａ）凍結過程
図２に示すように、試料を２℃まで予冷した後、温度降下推移を連続的に測定する。開始温度（２℃）と試料温度との温度差（ｄＴ）が、開始温度（２℃）と冷媒温度との温度差（ΔＴ）の９０％（ｄＴ＝０．９×ΔＴ）に至るまでの時間ｄｔを測定し、温度降下速度（ｄＴ／ｄｔ）とした。
（ｂ）融解過程
（ａ）により得られた氷を漏斗に移し、室温（２２℃）環境下で融解する液の量と濃度変化推移を測定して、溶け始めと溶け終わりの濃度差及び溶け始めるまでの時間を求めた。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
（試験結果）
（ａ）冷媒温度レベルによる濃度差特性比較
図３に、温度降下速度と溶け始めと溶け終わりの濃度差の関係（濃度差特性）を示す。また図４に、温度降下速度と溶け始めるまでの時間の関係（融解開始時間特性）を示す。さらに、図５、６に濃度差特性及び融解開始時間特性の試料容器タイプごとの詳細を示す。
これらより、濃度差特性、融解開始時間特性ともに、いずれの冷媒温度レベルについても、ｄＴ／ｄｔ≧０．０２（℃／ｓｅｃ）以上の条件では、変化量が小さくなることが分かった。さらに、０．０９（℃／ｓｅｃ）以上の条件では、特にその傾向が顕著であることが分かった。
【実施例２】
【００１５】
＜溶質濃度と凍結特性の関係＞
上記実施例において、８％しょ糖水溶液については、温度降下速度が所定の閾値以上の条件では凍結特性がほぼ同一であることを見出した。さらに、溶質濃度を変化させたときの凍結特性の異同を評価するため、実施例１とは濃度の異なるしょ糖水溶液を用いて、同様の試験を行った。試験に用いた試料、冷媒種類、容器タイプは表２のとおりである。
【表２】
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【００１６】
（試験結果）
図７−９に、水溶液濃度ごとの（ａ）濃度差特性、及び（ｂ）融解開始時間特性を示す。試料濃度に関わらず、実施例１と同様にｄＴ／ｄｔ≧０．０２（℃／ｓｅｃ）以上の条件では、変化量が小さくなることが分かる。さらに、０．０９（℃／ｓｅｃ）以上ではその傾向が顕著であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、コーヒー、 清涼飲料、ジュース・果汁入り飲料、スポーツドリンク等、糖質を含む飲料のみならず、茶類、アルコール成分を含む嗜好飲料の急速凍結に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１・・・試験装置
２・・・冷凍容器
３・・・試料容器
４・・・試料
５・・・冷媒
６・・・熱電対
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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